CN113892679A - 一种干馏流化床烟叶原料送料装置及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种干馏流化床烟叶原料送料装置，所述送料装置包括多级送料单元。送料装置的多级结构和气动通道配合，使整个送料装置平衡内部与流化床持续连通所收到的气压差，防止了物料回流的风险。气动通道上的视窗使操作者可以实时观察内部送料情况。冷却装置阻止了流化床中的热量向送料装置扩散，防止物料被过度加热。本发明的总体技术效果实现了向下游的流化床提供了稳定的、可计量的供料。

Description

一种干馏流化床烟叶原料送料装置及其系统

技术领域

本发明涉及一种流化床烟叶原料处理领域，特别涉及一种流化床烟叶原料送料装置及其系统。

背景技术

烟草燃烧过程中是一个非常复杂的化学反应过程，烟气中会含有烟草特有的香味，主要包括酚类和氮杂环化合物(吡啶、吡咯、吡嗪)，以及部分酸类、醛类、酮类、醇类、酯类等香味成分。这些香味成分在烟草本身中不存在，或含量较少，或以结合态的形式存在，而在卷烟烟气中是影响烟气感官享受的重要香味成分。学者们利用热裂解-气相色谱-质谱联用技术(PY-GC-MS)、热重分析仪(TG)和热重-红外-气质(TG-IR-GC-MS)联用等热分析技术，从不同方面对烟草的燃烧行为进行研究。李巧玲等利用热分析仪和快速管式升温炉研究了烟丝在空气气氛下的燃烧行为，测定了不同温度条件下焦油以及酸性、中性和碱性香味成分的释放情况。结果表明：焦油和大部分香味成分在燃烧温度达到350℃时就已大量生成，香味成分释放量会随着温度的继续升高呈现不同程度的上升或下降趋势。

电子烟为吸烟者提供了满足吸烟者烟瘾的方式，很多电子烟通过配置各种香精来增加电子烟的烟草香味，这些香精对人体危害较大，如果从烟草中提取这些致香成分，对于电子烟等产品的开发具有重要意义。

目前，已经有人提出了一种烟草干馏提取致香成分的方法，该方法包括如下步骤：烟叶经干燥、粉碎并筛分得到用于热解的原料，原料在流化床反应器在100℃～800℃下发生快速裂解反应生成裂解气和焦炭，通过一级旋风分离器和二级旋风分离器除去产物中的焦炭，所述裂解气经由一级冷凝器、二级冷凝器和尾部的旋风除雾器冷凝获得致香液体。但是现有送料结构无法稳定、定量地向流化床输送烟叶原料。因上下游的气压差，也容易出现物料回流反吹的问题。且现有结构中操作人员无法观测到内部送料情况。

因此，为了解决上述技术问题，需要开发一种全新的流化床烟叶原料送料装置及其系统。

发明内容

本发明目的是为了提供一种可以稳定、定量输送物料的干流流化床烟叶原料送料装置，解决内部气压不平衡导致的物料反吹等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种干馏流化床烟叶原料送料装置，所述送料装置包括多级送料单元。

进一步地，所述送料单元包括计量装置。

进一步地，所述送料单元包括推动装置。

进一步地，所述送料单元之间由气动通道连接。

进一步地，所述气动通道设有落料视镜。

进一步地，所述推动装置为螺旋送料通道。

一种干馏流化床烟叶原料加工系统，包括上述的干馏流化床烟叶原料送料装置，所述送料装置与干馏流化床连接。

进一步地，所述送料装置上下游气压差为1-30KPa。

进一步地，所述送料装置与所述干馏流化床连接处设有冷却装置。

进一步地，所述冷却装置为水夹套。

本发明通过设计一种流化床烟叶原料送料装置，为下游的流化床提供了稳定的、可计量的供料。送料装置的多级结构和气动通道配合，使整个送料装置平衡内部与流化床持续连通所收到的气压差，防止了物料回流的风险。气动通道上的视窗使操作者可以实时观察内部送料情况。冷却装置阻止了流化床中的热量向送料装置扩散，防止物料被过度加热。

附图说明

本发明的以上技术内容以及下面的具体实施方式在结合附图阅读时会得到更好的理解。需要说明的是，附图仅作为所请求保护的技术方案的示例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的元素。

图1是本发明烟草干馏提取致香成分总流程示意图；

图2是本发明烟草干馏提取致香成分系统示意图；

图3是本发明烟叶原料处理系统的具体结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

A、一级料仓；B、二级料仓；C、破拱机；D、给料机；E、送料机；F、流化床；G、一级旋风分离器；H、一级旋风缓冲罐；I、一级旋风储罐；J、二级旋风分离器；K、二级旋风缓冲罐；L、二级旋风储罐；M、高温微尘分离器；N、高温微尘收集罐；O、一级冷凝器；P、一级冷凝器收集罐；Q、二级冷凝器；R、二级冷凝器收集罐；S、一级电捕；T、一级电捕收集罐；U、二级电捕；V、二级电捕收集罐；W、尾气处理系统；X、预热器；

1、进料口；2、一级上料位；3、料仓视镜；4、一级下料位；5、破架桥马达；6、一级破拱；7、料仓阀；8、快开进料口；9、二级上料位；10、二级下料位；11、第一料仓单元；12、第二料仓单元；13、二级破拱；14、一级送料单元；15、第一支架；16、二级送料单元；17、吹气模块；18、落料视镜；19、第二支架；20、水夹套；21、出口；22、进口；23、炉体；24、出料口。

具体实施方式

以下在具体实施方式中叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。

如图1和图2所示，本发明提供一种烟草干馏提取致香成分的系统，该系统包括依次串联连接的烟叶原料处理系统、裂解反应系统、气固分离系统、冷凝系统、精馏系统（未示出）、电捕系统以及尾气处理系统。其中：

所述烟叶原料处理系统包括一级料仓A、二级料仓B、破拱机C、给料机D和送料机E，可将烟叶原料稳定、持续、定量地送入裂解反应系统。

所述裂解反应系统包括流化床F和预热器X，所述预热器X布置在流化床F的底部，底部与N₂钢瓶连通，以将流化气体进行加热后引入流化床F进行裂解并产生裂解气，所述的流化床F的热解温度为100℃～400℃，裂解气送入气固分离系统以去除焦炭。

所述气固分离系统包括一级旋风分离器G、一级旋风缓冲罐H、一级旋风储罐I、二级旋风分离器J、二级旋风缓冲罐K、二级旋风储罐L、高温微尘分离器M和高温微尘收集罐N。一级旋风分离器G和二级旋风分离器J用于逐级分离裂解气中的气相致香成分和焦炭，高温微尘分离器M进一步去除气相致香成分中微量固体杂质后，气相致香成分继续送入。高温微尘分离器M具体可以采用高温电捕器、高温陶瓷过滤器、高温布袋过滤器等。热解所得的气固相产物经一级旋风分离器G、二级旋风分离器J和高温微尘分离器M分离后，分别回收在一级旋风缓冲罐H和一级旋风储罐I、二级旋风缓冲罐K和二级旋风储罐L以及高温微尘收集罐N中。

所述冷凝系统包括一级冷凝器O、一级冷凝器收集罐P、二级冷凝器Q和二级冷凝器收集罐R。气相致香成分经一级冷凝器O后产生的液相物为第一致香冷凝液，收集在一级冷凝器收集罐P中。剩余气相物继续送入二级冷凝器Q，产生的液相物为第二致香冷凝液，收集在二级冷凝器收集罐R中。第一致香冷凝液和第二致香冷凝液可继续送入精馏系统进行处理。剩余气相致香成分可继续送入电捕系统。

所述电捕系统包括一级电捕S、一级电捕收集罐T、二级电捕U、二级电捕收集罐V。气相致香成分经一级电捕S收集的物质为第一致香电捕液，收集在一级电捕收集罐T中。剩余气相致香成分继续送入二级电捕U，收集的物质为第二致香电捕液，收集在二级电捕收集罐V中。最后剩余气体送入位于系统尾部的尾气处理系统W。

如图3所示的烟叶原料处理系统，烟料处理系统包括烟叶原料料仓和烟叶原料送料装置。上游利用真空上料机从进料口1向烟叶原料料仓给料。烟叶原料料仓包括至少一个第一级料仓单元11和至少一个第二级料仓单元12。

第一料仓单元11上游与真空上料机连接，第二料仓单元12下游与下料设备连接。第一级料仓单元11之间并联连接，第二级料仓单元12之间并联连接，第一集料仓单元11和第二级料仓单元12之间相互串联。第一级料仓单元11和第二级料仓单元12之间设有料仓阀7和快开进料口8，料仓阀可以为气压阀，进一步可以为气动蝶阀。真空上料机启动上料时，为了使上料进程顺利进行，必须为上料端提供一个密闭的环境。如果将下料端封闭的话，一会降低下游烟叶处理的效率，二会使下游烟叶处理的温度与气压产生波动，影响烟叶处理的品质。因此，烟叶原料处理系统为了实现持续下料的前提下在线上料，设计了多级料仓系统。

第一料仓单元11和第二料仓单元12上可以设有视窗3，用于观测内部烟料情况。视窗可以为椭圆形板框视镜，视镜材料可以为高强度钢化玻璃。

第一料仓单元11和第二料仓单元12中分别设有破拱机（一级破拱6和二级破拱13）。破拱机伸入料仓单元内部，通过磁力耦合装置和料仓单元外部的电机（破架桥马达5）联动。破拱机包括一根主轴和布置在主轴上长短、位置、形状不同的桨叶组成，通过桨叶的转动破坏烟料的搭桥，实现给料的顺畅。

第一料仓单元11在一级上料位2和一级下料位4、第二料仓单元12在二级上料位9和二级下料位10的位置分别设有料位计或料位感应装置，用于监控各个料仓单元内部仓储情况。当烟叶原料料位到达预设满仓位置（上料位），通过控制真空下料装置或气压阀控制上一级下料单元停止下料，防止原料溢出。当原液原料料位到达预设空仓位置（下料位），通过控制真空下料装置或气压阀控制上一级下料单元开始下料，防止原料空放。

第二料仓单元11与烟叶原料送料装置连接。送料装置包括多级送料单元，具体的可以包括固定在第一支架15上的一级送料单元14和固定在第二支架19上的二级送料单元16。送料单元可以起计量作用或送料作用。各级送料单元都可以包括计量装置和/或推动装置。推动装置为螺旋送料通道，螺旋结构可实现稳定单向送料。计量装置与电机连接，可以控制推动装置的送料速率。

烟叶原料可以通过一级送料单元14稳定、持续、定量地送入二级送料单元16。为了保障送入二级送料单元16的烟叶原料不会由于裂解反应系统高温高压产生的气流反吹回一级送料单元14，可以在一级送料单元14和二级送料单元16设置吹气模块17，用于助力送料的同时防止二级送料单元中的物料反吹至一级送料单元，也可平衡二级送料单元中的气压。吹气模块17可以为气动通道。可以在吹气模块17上设置落料视镜18，用于观测内部送料情况，实时监控是否有物料回流的情况发生。视镜结构可以为椭圆形板框视镜，试镜材质可以为高强度钢化玻璃。

为了防止二级送料单元16推送的烟叶原料不会由于裂解反应系统高温焦化而阻塞管路，可以在二级送料单元16的出料口24与裂解反应系统的炉体23之间的连接处设置冷却装置，冷却装置可以为水夹套20，水夹套20包括冷却水的出口21和进口22，防止烟草原料的高温焦化。冷却装置也阻止了流化床中的热量向送料装置扩散，防止物料被过度加热。

由于干馏流化床的特性，送料装置上下游存在气压差，范围为1KPa-30KPa。

这里基于的术语和表述方式只是用于描述，本发明并不应局限于这些术语和表述。使用这些术语和表述并不意味着排除任何示意和描述(或其中部分)的等效特征，应认识到可能存在的各种修改也应包含在权利要求范围内。其他修改、变化和替换也可能存在。相应的，权利要求应视为覆盖所有这些等效物。

同样，需要指出的是，虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可做出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种干馏流化床烟叶原料送料装置，其特征在于，所述送料装置包括多级送料单元。

2.根据权利要求1中所述的干馏流化床烟叶原料送料装置，其特征在于，所述送料单元包括计量装置。

3.根据权利要求1中所述的干馏流化床烟叶原料送料装置，其特征在于，所述送料单元包括推动装置。

4.根据权利要求1中所述的干馏流化床烟叶原料送料装置，其特征在于，所述送料单元之间由气动通道连接。

5.根据权利要求4中所述的干馏流化床烟叶原料送料装置，其特征在于，所述气动通道设有落料视镜。

6.根据权利要求2中所述的干馏流化床烟叶原料送料装置，其特征在于，所述推动装置为螺旋送料通道。

7.一种干馏流化床烟叶原料加工系统，其特征在于，包括权利要求1-6任意一项所述的干馏流化床烟叶原料送料装置，所述送料装置与干馏流化床连接。

8.根据权利要求7中所述的干馏流化床烟叶原料加工系统，其特征在于，所述送料装置上下游气压差为1-30KPa。

9.根据权利要求7中所述的干馏流化床烟叶原料加工系统，其特征在于，所述送料装置与所述干馏流化床连接处设有冷却装置。

10.根据权利要求7中所述的干馏流化床烟叶原料加工系统，其特征在于，所述冷却装置为水夹套。

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